5波的干涉、衍射6多普勒效應(yīng)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道波的疊加原理，知道波的干涉現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是波的一種特殊的疊加現(xiàn)象.2.知道波的干涉圖樣的特點(diǎn)，理解形成穩(wěn)定干涉圖樣的條件.3.知道波的衍射現(xiàn)象，理解波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件.4.了解多普勒效應(yīng)，能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象．一、波的疊加原理[導(dǎo)學(xué)探究](1)兩個(gè)同學(xué)分別抓住繩子的兩端，各自抖動(dòng)一下，繩上產(chǎn)生兩列凸起且相向傳播的波，兩列波相遇后是否還保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播？(2)當(dāng)教室內(nèi)樂隊(duì)合奏時(shí)，我們聽到的某種樂器的聲音與這種樂器獨(dú)奏時(shí)發(fā)出的聲音是否相同？是否受到了其他樂器的影響？答案(1)兩列波相遇后仍然保持原來各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，并沒有受到另一列波的影響．(2)相同，沒有受到其他樂器的影響．[知識(shí)梳理]1．波的疊加原理在幾列波傳播的重疊區(qū)域內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)要同時(shí)參與由幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波單獨(dú)存在時(shí)在該處引起的振動(dòng)位移的矢量和．2．理解(1)如果介質(zhì)中某些質(zhì)點(diǎn)處于兩列波波峰與波峰、波谷與波谷相遇處，則振動(dòng)加強(qiáng)(填“加強(qiáng)”或“減弱”)，合振幅將增大(填“增大”“不變”或“減小”)．(2)如果質(zhì)點(diǎn)處于波峰與波谷相遇處，則振動(dòng)減弱(填“加強(qiáng)”或“減弱”)，合振幅減小(填“增大”“不變”或“減小”)．[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤．(1)相遇后振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)．(×)(2)相遇后兩列波各自的波形和傳播方向與相遇前完全相同．(√)(3)在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和．(√)(4)當(dāng)兩列波的波谷與波谷相遇時(shí)，振動(dòng)減弱．(×)二、波的干涉現(xiàn)象[導(dǎo)學(xué)探究]如圖1所示，與振動(dòng)發(fā)生器相連的兩個(gè)小球，在振動(dòng)發(fā)生器的帶動(dòng)下上下振動(dòng)，形成兩個(gè)振動(dòng)頻率和振動(dòng)步調(diào)相同的波源，在水面上形成兩列步調(diào)、頻率相同的波，兩列波在水面上相遇時(shí)，能觀察到什么現(xiàn)象？如果改變其中一個(gè)小球振動(dòng)的快慢，還會(huì)形成這種現(xiàn)象嗎？圖1答案在水面上出現(xiàn)一條條從兩個(gè)波源中間伸展開的相對(duì)平靜的區(qū)域和劇烈振動(dòng)的區(qū)域．改變其中一個(gè)小球振動(dòng)的快慢，這種現(xiàn)象將消失．[知識(shí)梳理]1．波的干涉：頻率相同的兩列波疊加，使介質(zhì)中某些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱，并且這兩種區(qū)域互相間隔、位置保持不變．這種穩(wěn)定的疊加現(xiàn)象(圖樣)叫做波的干涉．2．產(chǎn)生干涉的一個(gè)必要條件是兩列波的頻率必須相同．3．波的干涉現(xiàn)象是在特殊條件下波的疊加．一切波只要滿足一定條件都能發(fā)生干涉現(xiàn)象．4．加強(qiáng)點(diǎn)(區(qū))和減弱點(diǎn)(區(qū))(1)加強(qiáng)點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之和，A＝A1＋A2.(2)減弱點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差，A＝|A1－A2|，若兩列波振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的合振幅就等于零．5．干涉圖樣及其特征(1)干涉圖樣：如圖2所示．圖2(2)特征①加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變化).②振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)減弱的點(diǎn)始終在以振源的頻率振動(dòng)，其振幅不變(若是振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅小)，但其位移隨時(shí)間發(fā)生變化．③加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔且位置固定不變．[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤．(1)任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象．(×)(2)發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的兩列波，它們的頻率一定相同．(√)(3)在振動(dòng)減弱的區(qū)域，各質(zhì)點(diǎn)都處于波谷．(×)(4)在振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，有時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移等于零．(√)(5)兩列波疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的位置和減弱的位置是不變的．(√)三、波的衍射現(xiàn)象[導(dǎo)學(xué)探究]如圖3所示是一個(gè)可觀察水波衍射的水波發(fā)生槽，振源的頻率是可以調(diào)節(jié)的，槽中放置兩塊可移動(dòng)的擋板形成的寬度可調(diào)節(jié)的小孔，觀察水波的傳播，也可以在水槽中放置寬度不同的擋板，觀察水波的傳播．思考下列問題：(1)水波遇到小孔時(shí)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？依次減小小孔尺寸，觀察到的現(xiàn)象有什么變化？(2)當(dāng)水波遇到較大的障礙物時(shí)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？當(dāng)障礙物較小時(shí)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？圖3答案(1)水波遇到小孔時(shí)，水波能穿過小孔，并能到達(dá)擋板后面的“陰影區(qū)”，小孔的尺寸減小時(shí)，水波到達(dá)“陰影區(qū)”的現(xiàn)象更加明顯．(2)當(dāng)水波遇到較大的障礙物時(shí)，將會(huì)返回，當(dāng)障礙物較小時(shí)，波能繼續(xù)向前傳播.[知識(shí)梳理]1．波的衍射波能夠繞到障礙物的后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象．2．波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件當(dāng)縫的寬度或障礙物的尺寸大小與波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)小時(shí)，就能看到明顯的衍射現(xiàn)象．3．波的衍射的普遍性一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象．[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤．(1)一切波遇到障礙物都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象．(√)(2)只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)小時(shí)，才會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象．(×)(3)當(dāng)小孔大小一定時(shí)，波的頻率越大，衍射現(xiàn)象越明顯．(×)(4)當(dāng)障礙物大小一定時(shí)，波的頻率越小，衍射現(xiàn)象越明顯．(√)四、多普勒效應(yīng)[導(dǎo)學(xué)探究]警車?guó)Q笛從你身邊飛速駛過，對(duì)于警車向你靠近和警車遠(yuǎn)離的過程，你會(huì)聽到警笛的聲音在變化．思考下列問題：(1)你聽到警笛的音調(diào)有何不同？(2)實(shí)際上警笛的音調(diào)會(huì)變化嗎？(3)聽到音調(diào)發(fā)生變化的原因是什么？答案(1)警車駛來時(shí)，音調(diào)變高；警車遠(yuǎn)離時(shí)音調(diào)變低．(2)實(shí)際上警笛的音調(diào)不會(huì)變化．(3)警車與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增大；二者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小，因此會(huì)感覺警笛音調(diào)變化．[知識(shí)梳理]1．定義：當(dāng)觀測(cè)者和波源之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者測(cè)得的頻率與波源頻率不同．2．成因(1)波源S與觀測(cè)者A相對(duì)于介質(zhì)都靜止時(shí)，觀測(cè)者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目與單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的相同，所以，觀測(cè)者接收到的頻率和波源的振動(dòng)頻率相同．(2)當(dāng)觀測(cè)者與波源兩者相互接近時(shí)，觀測(cè)者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目增多，接收到的頻率將大于波源振動(dòng)的頻率．(3)當(dāng)觀測(cè)者與波源兩者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀測(cè)者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目減少，接收到的頻率將小于波源振動(dòng)的頻率．3．應(yīng)用(1)測(cè)量心臟血流速度；(2)測(cè)定人造衛(wèi)星位置的變化；(3)測(cè)定流體流速；(4)檢查車速；(5)判斷遙遠(yuǎn)的天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度．[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤．(1)只要波源在運(yùn)動(dòng)，就一定能觀察到多普勒效應(yīng)．(×)(2)只要觀察者在運(yùn)動(dòng)，就一定能觀察到多普勒效應(yīng)．(×)(3)當(dāng)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的波的頻率可能增大，也可能減?。?√)(4)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率沒有發(fā)生變化．(√)(5)只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)．(×)一、波的疊加兩列波相互疊加時(shí)，疊加區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和，而不是位移大小的代數(shù)和．例1(多選)如圖4所示，沿一條直線相向傳播的兩列波的振幅和波長(zhǎng)均相等，當(dāng)它們相遇時(shí)可能出現(xiàn)的波形是下列選項(xiàng)中的()圖4答案BC解析兩列波的半個(gè)波形相遇時(shí)，B正確．當(dāng)兩列波完全相遇時(shí)(即重疊在一起)，由波的疊加原理可知，所有質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移均等于每列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和，使得所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)的位移加倍，C正確．二、波的干涉振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)的判斷方法(1)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)的理解：振幅增大的點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，這些點(diǎn)也在振動(dòng)，位移可以為零；振幅減小的點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)．(2)條件判斷法：振動(dòng)頻率相同、振動(dòng)情況相同的兩列波疊加時(shí)，某點(diǎn)到兩列波的路程差為Δx＝|x2－x1|＝kλ(k＝0,1,2…)時(shí)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；當(dāng)Δx＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)時(shí)為振動(dòng)減弱點(diǎn)．若兩波源振動(dòng)步調(diào)相反，則上述結(jié)論相反．例2(多選)如圖5所示為兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇時(shí)產(chǎn)生的干涉圖樣．圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波峰，虛線表示波谷，下列說法正確的是()圖5A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)減弱B．e、f兩點(diǎn)的振動(dòng)介于加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)之間C．經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置互換D．經(jīng)半個(gè)周期后，原來位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來位于波谷的點(diǎn)將位于波峰答案AD解析a點(diǎn)是波谷和波谷相遇的點(diǎn)，c點(diǎn)是波峰和波峰相遇的點(diǎn)，都是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)；而b、d兩點(diǎn)是波峰和波谷相遇的點(diǎn)，都是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；e點(diǎn)位于加強(qiáng)點(diǎn)的連線上，仍為加強(qiáng)點(diǎn)，f點(diǎn)位于減弱點(diǎn)的連線上，仍為減弱點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；相干波源疊加產(chǎn)生的干涉是穩(wěn)定的，不會(huì)隨時(shí)間變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因形成干涉圖樣的質(zhì)點(diǎn)都在不停地做周期性振動(dòng)，經(jīng)半個(gè)周期步調(diào)相反，選項(xiàng)D正確．例3波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處，OA＝2m，如圖6所示．兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同．求：圖6(1)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)；(2)O、A間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置．答案(1)1m(2)O、A間離O點(diǎn)的距離為0.25m、0.75m、1.25m、1.75m的點(diǎn)為合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)解析(1)設(shè)波長(zhǎng)為λ，頻率為f，則v＝λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ＝1m.(2)以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點(diǎn)的路程差為Δx＝|x－(2－x)|，0≤x≤2.其中x、Δx以m為單位．合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足Δx＝(k＋eq\f(1,2))λ，k為整數(shù)．解得：x＝0.25m、0.75m、1.25m、1.75m.三、對(duì)衍射現(xiàn)象的理解1．衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射．2．波的衍射總是存在的，只有“明顯”與“不明顯”的差異，“障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)差不多”只是發(fā)生明顯衍射的條件．3．波傳到小孔(障礙物)時(shí)，小孔(障礙物)仿佛一個(gè)新波源，由它發(fā)出與原來同頻率的波在孔(障礙物)后傳播，就偏離了直線方向．因此，波的直線傳播只是在衍射不明顯時(shí)的近似情況．例4(多選)如圖7所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則關(guān)于波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述正確的是()圖7A．此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B．擋板前后波紋間距離相等C．如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象答案ABC解析從圖中可以看出，孔的大小與波長(zhǎng)相差不多，故能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，A選項(xiàng)正確；由于在同一均勻介質(zhì)中，波的傳播速度不變，波的頻率不變，又根據(jù)λ＝eq\f(v,f)可得波長(zhǎng)λ不變，所以B選項(xiàng)正確；當(dāng)孔擴(kuò)大后，發(fā)生明顯衍射的條件將被破壞，故C選項(xiàng)正確；如果孔的大小不變，使波源頻率增大，則波長(zhǎng)減小，孔的尺寸將比波長(zhǎng)大，失去發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件，因此D選項(xiàng)不正確．四、對(duì)多普勒效應(yīng)的理解1．多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機(jī)械波，光波和電磁波也都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)．2．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出的頻率不變，變化的是觀察者接收到的頻率．3.當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，f觀察者變大．如圖8甲中波源S不動(dòng)，觀察者A向B運(yùn)動(dòng)和圖乙中觀察者A不動(dòng)，波源由S1向S2運(yùn)動(dòng)；當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，f觀察者變?。鐖D甲中波源S不動(dòng)，觀察者A向C運(yùn)動(dòng)．圖8例5(多選)火車上有一個(gè)聲源發(fā)出頻率一定的音樂．當(dāng)火車靜止，觀察者也靜止時(shí)，觀察者聽到并記住了這個(gè)音樂的音調(diào)．以下情況中，觀察者聽到這個(gè)音樂的音調(diào)比原來降低的是()A．觀察者靜止，火車向他駛來B．火車靜止，觀察者乘汽車向著火車運(yùn)動(dòng)C．觀察者靜止，火車離他遠(yuǎn)去D．火車靜止，觀察者乘汽車遠(yuǎn)離火車運(yùn)動(dòng)答案CD解析根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)波源和觀察者間距變小，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率高．當(dāng)波源和觀察者距離變大，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率低．觀察者聽到這個(gè)音樂的音調(diào)比原來降低，即接收到的聲波頻率降低，說明觀察者和火車之間的距離在變大．所以A、B錯(cuò)誤，C、D正確．多普勒效應(yīng)的判斷方法(1)確定研究對(duì)象．(波源與觀察者)(2)確定波源與觀察者是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)．若有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能發(fā)生多普勒效應(yīng)，否則不發(fā)生．(3)判斷：當(dāng)兩者遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率變小，靠近時(shí)觀察者接收到的頻率變大，但波源的頻率不變．例6(多選)下面應(yīng)用利用了多普勒效應(yīng)的是()A．利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度B．交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理C．鐵路工人將耳朵貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況D．有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士利用炮彈飛行的尖嘯聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去答案ABD解析凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可以測(cè)定遙遠(yuǎn)天體相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的速度，A正確；被反射的電磁波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)的知識(shí)可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度，B正確；鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)作出判斷的，C錯(cuò)誤；炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，D正確．1．在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子的振動(dòng)頻率是5Hz，水波在水槽中的傳播速度為0.05m/s，為觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為()A．10cmB．5cmC．d≥1cmD．d＜1cm答案D解析在水槽中激發(fā)的水波波長(zhǎng)為λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(0.05,5)m＝0.01m＝1cm.若要在小孔后產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，應(yīng)取小孔的尺寸小于波長(zhǎng)或與波長(zhǎng)相差不多．2.兩列簡(jiǎn)諧橫波，波速大小均為20m/s，如圖9所示為某時(shí)刻兩列波各自傳播的波動(dòng)圖像．一列波沿著x軸向右傳播(實(shí)線所示)，另一列沿著x軸向左傳播(虛線所示)．下列說法不正確的是()圖9A．兩列波的頻率均為2.5HzB．此時(shí)刻b、d處的質(zhì)點(diǎn)速度為零，a、c處質(zhì)點(diǎn)速度最大C．兩列波在b、d點(diǎn)處引起的振動(dòng)加強(qiáng)，在a、c點(diǎn)處引起的振動(dòng)減弱D．經(jīng)過0.1s，a處質(zhì)點(diǎn)在波峰，c處質(zhì)點(diǎn)在波谷答案C解析由圖可知波長(zhǎng)λ＝8m，則頻率f＝eq\f(v,λ)＝eq\f(20,8)Hz＝2.5Hz，選項(xiàng)A正確；兩列波在b、d點(diǎn)處引起的振動(dòng)減弱，在a、c點(diǎn)處引起的振動(dòng)加強(qiáng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由圖可知此時(shí)刻b、d處的質(zhì)點(diǎn)在最大位移處，所以速度為零，a、c處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，速度最大，選項(xiàng)B正確；由圖可知a質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，經(jīng)0.1s即eq\f(T,4)到達(dá)波峰，同理c在波谷，選項(xiàng)D正確．3.(多選)如圖10所示表示兩列同頻率相干水波在t＝0時(shí)刻的疊加情況，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，已知兩列波的振幅均為2cm，波速為2m/s，波長(zhǎng)為0.4m，E點(diǎn)是BD連線和AC連線的交點(diǎn)，下列說法正確的是()圖10A．A、C兩點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)B．E點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)C．B、D兩點(diǎn)在該時(shí)刻的豎直高度差為4cmD．t＝0.05s，E點(diǎn)離開平衡位置2cm答案AB解析A點(diǎn)為波峰和波谷相遇點(diǎn)，為振動(dòng)減弱點(diǎn)，C點(diǎn)為波峰與波谷相遇點(diǎn)，為振動(dòng)減弱點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；E點(diǎn)為平衡位置與平衡位置相遇點(diǎn)且振動(dòng)一致，所以為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，選項(xiàng)B正確；D點(diǎn)為波峰與波峰相遇點(diǎn)，B點(diǎn)為波谷與波谷相遇點(diǎn)，為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅為4cm，所以此時(shí)刻B、D兩點(diǎn)豎直高度差為8cm，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩列波的周期T＝eq\f(λ,v)＝0.2s，所以t＝0.05s時(shí)，即經(jīng)過了四分之一周期，E點(diǎn)離開平衡位置的位移大小為4cm，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．如圖11所示為產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓表示波峰．圖11(1)該圖表示的是()A．干涉現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象C．反射現(xiàn)象 D．多普勒效應(yīng)(2)波源正在向哪處移動(dòng)()A．A B．BC．C D．D(3)觀察到波的頻率最低的位置是()A．A B．BC．C D．D答案(1)D(2)A(3)B解析題圖表示的是多普勒效應(yīng)，波源的左邊波長(zhǎng)較小，說明波源正向左運(yùn)動(dòng)，因此A處接收到的頻率最高，B處接收到的頻率最低．一、選擇題1．(多選)根據(jù)多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是()A．當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定發(fā)生變化B．當(dāng)波源與觀察者同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低C．當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高D．當(dāng)波源與觀察者反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低答案CD解析當(dāng)波源與觀察者的相對(duì)距離減小時(shí)，觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)增多，即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率高；當(dāng)二者的相對(duì)距離增大時(shí)，觀察者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)減少，即觀察者接收到的頻率比波源發(fā)出的頻率低．當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但距離不變時(shí)(如圓周運(yùn)動(dòng))，則不會(huì)出現(xiàn)多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的距離可能增大，也可能減小，也可能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的相對(duì)距離減小，故選項(xiàng)C正確；當(dāng)波源與觀察者反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的相對(duì)距離增大，選項(xiàng)D正確．2．(多選)下列關(guān)于波的衍射的說法正確的是()A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象B．對(duì)同一列波，縫、孔或障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯C．只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D．聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)答案ABD解析衍射是一切波特有的現(xiàn)象，所以選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是有條件的，只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，所以選項(xiàng)B正確；聲波的波長(zhǎng)在1.7cm到17m之間，由于聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，因此聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，所以選項(xiàng)D正確．3．(多選)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比()A．波速變大 B．波速不變C．頻率變高 D．頻率不變答案BC解析漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，波速由介質(zhì)決定，所以被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比波速不變，根據(jù)聲音的多普勒效應(yīng)，聲源移向觀察者時(shí)接收頻率變高，所以被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比頻率變高．4．關(guān)于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是()A．兩列頻率不相同的波相遇時(shí)，因?yàn)闆]有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加B．兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)只是波峰與波峰相遇的點(diǎn)C．兩列頻率相同的波相遇時(shí)，介質(zhì)中振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移可能是零D．兩列頻率相同的波相遇時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)的位移總是比振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)的位移大答案C解析兩列波相遇時(shí)一定疊加，沒有條件，A錯(cuò)誤；振動(dòng)加強(qiáng)是指振幅增大，而不只是波峰與波峰相遇，B錯(cuò)誤；加強(qiáng)點(diǎn)的振幅增大，質(zhì)點(diǎn)仍然在自己的平衡位置兩側(cè)振動(dòng)，故某時(shí)刻的位移可以是振幅范圍內(nèi)的任何值，C正確，D錯(cuò)誤．5．(多選)兩列振動(dòng)方向相同、振幅分別A1和A2的相干簡(jiǎn)諧橫波相遇．下列說法正確的是()A．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為|A1－A2|B．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移始終為A1＋A2C．波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移D．波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅答案AD解析兩列振動(dòng)方向相同的相干波相遇疊加，在相遇區(qū)域內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)仍做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)位移在0到最大值之間，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；在波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)振幅為兩波振幅之差，在波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)振幅為兩波振幅之和，故A、D項(xiàng)正確．6．(多選)如圖1所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動(dòng)，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是()圖1A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B．女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C．女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)不變D．女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低答案AD解析女同學(xué)蕩秋千的過程中，只要她有向右的速度，她就有靠近聲源的趨勢(shì)，根據(jù)多普勒效應(yīng)，她都能感到哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感到音調(diào)變低，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤．7．(多選)如圖2所示，S是波源，M、N是兩塊擋板，其中M板固定，N板可左右自由移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)測(cè)得A點(diǎn)無(wú)明顯振動(dòng)，為使A點(diǎn)能發(fā)生明顯振動(dòng)，下列采取的辦法可行的是()圖2A．增大波源振動(dòng)頻率 B．減小波源振動(dòng)頻率C．將N板向右移 D．將N板向左移答案BD8．如圖3所示，圖中O點(diǎn)是水面上一波源，實(shí)線、虛線分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時(shí)間，水面上的波形將分布于()圖3A．整個(gè)區(qū)域B．陰影Ⅰ以外區(qū)域C．陰影Ⅱ以外區(qū)域D．上述答案均不對(duì)答案B解析從題圖中可以看出擋板A比波長(zhǎng)大的多，因此波不會(huì)繞過擋板A，而小孔B的大小與波長(zhǎng)差不多，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B正確．9．兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖4所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則()圖4A．在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)發(fā)生干涉B．在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)發(fā)生干涉C．P點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)D．P點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱答案B解析從題圖中看出，兩列波的波長(zhǎng)不同，但同一介質(zhì)中波速相等，根據(jù)v＝λf，知頻率不同，所以在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)發(fā)生干涉；因?yàn)椴荒馨l(fā)生干涉，所以雖然此時(shí)刻P點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，但不能始終加強(qiáng)，當(dāng)然也不能始終減弱．10．(多選)在同一地點(diǎn)有兩個(gè)靜止的聲源分別發(fā)出聲波1和聲波2.在同一空間的空氣中沿同一方向傳播，如圖5所示為某時(shí)刻這兩列波的圖像，則下列說法中正確的是()圖5A．波1速度比波2速度大B．這兩列波的頻率相同C．在這兩列波傳播方向上，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D．相對(duì)于同一障礙物，波1比波2發(fā)生衍射現(xiàn)象更明顯答案CD解析在同一種介質(zhì)中，各種頻率的機(jī)械波傳播的速度相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從圖中可以看出波1的波長(zhǎng)大于波2的波長(zhǎng)，由公式v＝λf可得，波1的頻率小于波2的頻率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于兩列波的頻率不同，兩列波不能發(fā)生干涉，選項(xiàng)C正確；對(duì)于同一障礙物，波長(zhǎng)越大衍射越明顯，選項(xiàng)D正確．11．消除噪聲污染是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要課題．內(nèi)燃機(jī)、通風(fēng)機(jī)等在排放各種高速氣流的過程中都發(fā)出噪聲，干涉型消聲器可以用來消弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲，干涉型消聲器的結(jié)構(gòu)及氣流運(yùn)行如圖6所示，波長(zhǎng)為λ的聲波沿水平管道自左向右傳播，當(dāng)聲波到達(dá)a處時(shí)，分成兩束相干波，它們分別通過r1和r2的路程，再在b處相遇，即可達(dá)到消弱噪聲的目的．若Δr＝|r2－r1|，則Δr等于()圖6A．波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍 B．波長(zhǎng)λ的奇數(shù)倍C．半波長(zhǎng)eq\f(λ,2)的奇數(shù)倍 D．半波長(zhǎng)eq\f(λ,2)的偶數(shù)倍答案C12．如圖7所示，水面上有A、B兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的振源，在AB連線的中垂線上有a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，已知某時(shí)刻，a點(diǎn)是兩列波的波峰的相遇點(diǎn)，c點(diǎn)是與a點(diǎn)相鄰的兩列波的波谷相遇點(diǎn)，b為ac的中點(diǎn)，則以下說法正確的是()圖7A．a(chǎn)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，c點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)B．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，b點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)C．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)此時(shí)刻是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過一段時(shí)間后變成振動(dòng)減弱點(diǎn)，而b點(diǎn)可能變成振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D．a(chǎn)、b、c都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)答案D解析在AB的垂直平分線上的點(diǎn)到A、B的路程差都等于0，因此都是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，故本題選D.13．(多選)如圖8所示，S1、S2為兩個(gè)振動(dòng)情況完全一樣的波源，兩列波的波長(zhǎng)都為λ，它們?cè)诮橘|(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間共形成6個(gè)振動(dòng)減弱的區(qū)域(圖中虛線處)，P是振動(dòng)減弱區(qū)域中的一點(diǎn)，從圖中可看出()圖8A．P點(diǎn)到兩波源的距離差等于2λB．P點(diǎn)始終不振動(dòng)C．P點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)最弱，過半個(gè)周期后，振動(dòng)變?yōu)樽顝?qiáng)D．當(dāng)一列波的波峰傳到P點(diǎn)時(shí)，另一列波的波谷也一定傳到P點(diǎn)答案BD解析振動(dòng)減弱點(diǎn)到兩波源距離差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，A